近日，一项发表于《Nature》的研究成果引发学界关注。科研团队借助合成生物学手段，成功改造纳氏弧菌（Vibrio natriegens），构建出可高效修复复杂有机污染物的工程菌株，为解决工业废水和土壤污染难题开辟了新路径。

工业废水、石油污染以及塑料污染，长期以来对全球海洋生物安全构成严重威胁。传统微生物修复技术，因污染物成分复杂、微生物耐盐性欠佳等因素，应用受到极大限制。而纳氏弧菌生长迅速、耐盐能力强，成为合成生物学改造的理想对象。

研究伊始，科研团队对多种底盘菌株进行筛选（见图 1-b）。结果显示，在高盐且含有机污染物的环境中，纳氏弧菌 Vmax 的生长性能优于其他菌株，展现出良好的耐受性。基于此，研究团队对 Vmax 进行优化，构建出 VCOD-2 菌株。通过插入tfoX基因，VCOD-2 的自然转化效率显著提升，为后续基因簇的插入创造了有利条件。

为赋予工程菌株降解多种有机污染物的能力，研究人员合成并筛选多个降解基因簇（见图 3-a）。实验表明，部分菌株对特定污染物降解效果显著，如 VCOD-3 - VCOD-7 菌株，可分别有效降低联苯、苯酚、萘、二苯并呋喃和甲苯的浓度。最终，研究团队运用迭代自然转化法（INTIMATE），将五个降解基因簇整合到 VCOD-2 基因组中，成功构建出 VCOD-15 菌株。

在实际应用测试中，VCOD-15 表现卓越。在模拟工业废水环境的实验里（见图 5-a、b），无论是烧瓶实验还是活性污泥反应器实验，VCOD-15 都能高效去除多种有机污染物。在土壤修复实验中，它同样表现出色，能有效降低土壤中多种污染物的含量。

不过，研究人员也指出，VCOD-15 存在一定局限性，如在低盐环境中生长能力不及其他菌株，且无法完全将污染物矿化。展望未来，研究团队计划进一步优化菌株，通过引入新的代谢基因簇，增强其在不同环境下的适应性和降解能力。同时，结合生物遏制系统，确保工程菌株在环境应用中的安全性。这一研究成果为生物修复领域注入了新活力，有望推动相关技术发展，助力全球环境污染问题的解决。

参考文献：

Su, C., Cui, H., Wang, W. et al. Bioremediation of complex organic pollutants by engineered Vibrio natriegens. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-08947-7